對(duì)大型地磅的標(biāo)準(zhǔn)砝碼法、替代法、集成式檢測(cè)法、疊加法、計(jì)算法等檢測(cè)方法進(jìn)行了分析、比較和探討。

0.引言

在一些重點(diǎn)工序中要求使用一些專用衡器，特 別是在冶金、石化、煤炭等行業(yè)，大型衡器已由秤量 幾十噸發(fā)展至幾百噸,個(gè)別地方還有上千噸的載荷 量。同時(shí)，隨著物流業(yè)的迅速發(fā)展，大噸位載重汽 車每車的運(yùn)輸量已超過百噸。上百噸的汽車衡，幾 百噸的軌道衡、天車秤、車載秤，以及上千噸的料斗 (罐）秤也應(yīng)運(yùn)而生。

目前，我國一些縣級(jí)法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn) 缺碼相對(duì)不足，大部分縣級(jí)法定檢定機(jī)構(gòu)只有20kg 或25kg的小砝碼5 ~ 10t,即使是省、市級(jí)檢定機(jī)構(gòu) 也只有30t的汽車檢衡車。一些有獨(dú)立檢定權(quán)責(zé)的 特大型企業(yè)，其檢測(cè)手段相對(duì)比較齊備，不但有一 定量的噸級(jí)缺碼，還有比較穩(wěn)定的替代物。

對(duì)于專用衡器來講，標(biāo)準(zhǔn)器不足是一個(gè)問題， 另一個(gè)問題是檢測(cè)時(shí)安放標(biāo)準(zhǔn)器的位置。絕大多 數(shù)專用衡器由于受到使用現(xiàn)場(chǎng)空間的影響，無法預(yù) 先設(shè)計(jì)出安放標(biāo)準(zhǔn)器的位置，這也是必須考慮特殊 檢測(cè)方法的原因。

1.地磅準(zhǔn)確度的條件

保證地磅準(zhǔn)確度的條件為：設(shè)計(jì)制造的合理， 使用環(huán)境正常，通過檢定而量值傳遞準(zhǔn)確。

1.1正確的量值傳遞

在JJG555—1996《非自動(dòng)秤通用檢定規(guī)程》中， 針對(duì)貿(mào)易結(jié)算用地磅可以用兩種方法來檢測(cè)：一種 是用足量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，但檢定地磅用標(biāo)準(zhǔn)砝碼的誤 差，應(yīng)不大于衡器相應(yīng)秤量最大允許誤差的1/3;另 一種是按規(guī)定的“替代物”，允許用少量標(biāo)準(zhǔn)砝碼和 替代物結(jié)合使用。

替代法規(guī)定，當(dāng)被檢定秤的最大秤量大于It 時(shí)，可使用其它恒定載荷來替代標(biāo)準(zhǔn)砝碼,前提是 至少具備It標(biāo)準(zhǔn)砝碼或是50%最大秤量的標(biāo)準(zhǔn)砝 碼,兩者應(yīng)取其大者。滿足以下條件，標(biāo)準(zhǔn)砝碼的 數(shù)量可以減少，而不是最大秤量的50%。

若重復(fù)性誤差不大于0. 3e,可減少至35%最大 秤量;若重復(fù)性誤差不大于0. 2e,可減少至20%最 大秤量;重復(fù)性誤差是將約為50%最大秤量的砝 碼，在承載器上施加3次來確定的。

35%最大秤量時(shí)需要替代2次，即 7(0. 3e)2 + (0. 3e)2 = 0. 42e < 1/3(1. 5)e 20%最大秤量時(shí)需要替代4次，SP 74 x (0. 2e)2 = 0. 4e < 1/3(1. 5)e

1.2合理的設(shè)計(jì)制造

在質(zhì)量保證體系文件中，明確指出任何產(chǎn)品的 質(zhì)量是設(shè)計(jì)出來的，地磅這類產(chǎn)品也不例外。要想 保證一臺(tái)地磅的使用準(zhǔn)確度,必須確保組成地磅的 4部分的質(zhì)量。即：保證承載器的剛度、強(qiáng)度；保證 基礎(chǔ)（包括結(jié)構(gòu)）的承載力和平整性;保證稱重顯示 儀表的線性、靈敏性、穩(wěn)定性;保證稱重傳感器的準(zhǔn) 確度、可靠性等等。

1.3正確的檢測(cè)方法

在JJG555—1996《非自動(dòng)秤通用檢定規(guī)程》中 針對(duì)“偏載”檢測(cè)，介紹了承載器在4種情況下的不 同檢測(cè)方法，比較全面地囊括了目前存在的各種衡 器的偏載檢測(cè)問題,但在執(zhí)行中還存在不少問題。

例如：對(duì)于2000e的秤量點(diǎn)，當(dāng)e = 20kg時(shí),恰 好該點(diǎn)重量為40t。用T6F檢衡車進(jìn)行檢測(cè)，一般 會(huì)順利通過。如用砝碼小車40t進(jìn)行檢測(cè)，就會(huì)帶 來問題。因?yàn)橐?guī)程中沒有明確檢測(cè)設(shè)備,也沒有明 確檢測(cè)車輛停放位置。假如40t的砝碼小車停放在 支撐點(diǎn)上方，可能不會(huì)有較大誤差，但是當(dāng)砝碼小 車停放在兩個(gè)支撐點(diǎn)中間或者在承載梁的中間時(shí)， 可能就會(huì)產(chǎn)生比較大的誤差。

2.幾種檢測(cè)方法比較

2.1符合法規(guī)的方法

計(jì)量檢定規(guī)程認(rèn)可的檢測(cè)方法有以下幾種：

1）標(biāo)準(zhǔn)砝碼法:標(biāo)準(zhǔn)砝碼法即是使用砝碼檢測(cè) 被檢地磅的全部計(jì)量性能,所使用砝碼的誤差必須 是被檢地磅相應(yīng)枰量值最大允許誤差的1/3。但是 對(duì)于被檢定地磅，在首次檢定時(shí)必須測(cè)試最大秤量 的秤量準(zhǔn)確度，而在后續(xù)檢定時(shí)秤量測(cè)試可根據(jù)實(shí) 際使用情況，如果不測(cè)試至最大秤量，至少測(cè)試至 2/3最大秤量。這樣對(duì)于大型地磅來講就需幾十 噸,甚至上百噸的標(biāo)準(zhǔn)砝碼。如前所述，目前各地 計(jì)量監(jiān)督部門根本沒有如此多的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，只好采 用替代法或只檢測(cè)到前面的部分量程。

2）集成式檢測(cè)方法:在國際法制計(jì)量組織所制 定的R61《重力式自動(dòng)裝料衡器》、R107《非連續(xù)累 計(jì)式自動(dòng)衡器》和R134《動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器》 三個(gè)國際建議中都提到了一種檢測(cè)方法，即“集成 檢定法”。這種方法是使用被測(cè)衡器的自有裝置確 定被稱物品質(zhì)量的約定真值，主要用于檢測(cè)被測(cè)衡 器的動(dòng)態(tài)秤量準(zhǔn)確度指標(biāo)。使用這種檢測(cè)方法的 前提:一是要求被測(cè)衡器的靜態(tài)秤量準(zhǔn)確度必須達(dá) 到一定指標(biāo)，并且要有一定的軟件和硬件條件來保 證檢測(cè)過程正常運(yùn)行;二是集成式檢測(cè)方法是針對(duì) 自動(dòng)衡器使用的。

2.2須要進(jìn)行探討的方法

鑒于目前我國在檢測(cè)大型電子衡器中存在的 問題，在此探討幾種檢測(cè)方法的可行性，以解決檢 測(cè)中出現(xiàn)的一些難題。

2.2.1疊加法（比對(duì)法）

自1982年首次提出用疊加式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)檢測(cè)負(fù)荷 傳感器的工作原理和實(shí)施途徑，1989年被列人力值 計(jì)量器具檢定系統(tǒng)框圖，1992年疊加式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)檢定 規(guī)程頒布實(shí)施以來，疊加式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)已在全國各傳感 器生產(chǎn)單位普遍得到使用。

疊加法可以檢測(cè)準(zhǔn)確度高于衡器的稱重傳感 器，為什么不能用來檢測(cè)衡器呢？這首先是一個(gè)立法問題,即在有關(guān)檢定規(guī)程中確立疊加法檢定衡器 的可行性地位；其次是具體的檢測(cè)方法和步驟問 題，即如何檢測(cè)偏載，如何進(jìn)行不同秤量值的性能 檢測(cè)，如何進(jìn)行鑒別力的檢測(cè)等等；關(guān)鍵是衡器本 身的結(jié)構(gòu)如何滿足這種方法的實(shí)施問題。

如果用疊加法來檢測(cè)一臺(tái)衡器的方法可行，那 么檢衡車上拉的就不是標(biāo)準(zhǔn)砝碼，而是液壓系統(tǒng)和 檢測(cè)結(jié)構(gòu)了。這不論從載重量上，還是運(yùn)輸?shù)陌踩?性上都好得多。當(dāng)然,用疊加法檢測(cè)衡器還有一些 技術(shù)問題有待解決。

2.2.2計(jì)算法

輸出信號(hào)=供橋電壓x稱重傳感器靈敏度x 載荷當(dāng)量值/(稱重傳感器數(shù)量x稱重傳感器最大 秤量）。首先，檢測(cè)出空載狀態(tài)時(shí)的輸出信號(hào)值;其 次，加1/10最大秤量標(biāo)準(zhǔn)砝碼,并檢測(cè)出此時(shí)的輸 出信號(hào)值；然后,再連續(xù)加兩個(gè)1/10最大秤量標(biāo)準(zhǔn) 細(xì)，檢測(cè)出此時(shí)的輸出信號(hào)值，并比較其線性；如 果有條件，可再加一定量值的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，測(cè)出其輸 出信號(hào)值，且與前線性進(jìn)行比較。

計(jì)算法是一種綜合控制法，我們可以根據(jù)制 造單位所提供的承載器計(jì)算參數(shù)，將有限的標(biāo)準(zhǔn) 砝碼集中放置于承載器的局部位置，用百分表或 鋼尺測(cè)量出承載器的變形量，來核對(duì)制造單位所 提供的計(jì)算參數(shù)。這樣檢測(cè)者不但得到該秤量 值的計(jì)量誤差，同時(shí)也得到該衡的承載能力 指標(biāo)。

2.2.3工廠檢測(cè)法

有人認(rèn)為數(shù)字式地磅可以在出廠前將有關(guān)參 數(shù)設(shè)置進(jìn)稱重顯示器和數(shù)字式傳感器中，產(chǎn)品到使 用現(xiàn)場(chǎng)就沒有必要測(cè)試了。這種方法對(duì)于允許誤 差大的產(chǎn)品，可能是可行的。但由于受到產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 和現(xiàn)場(chǎng)安裝條件的限制，如：稱重傳感器安裝位置 有偏差,各只稱重傳感器的承受載荷有不同變化； 承載器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與實(shí)際有出入；加工工藝控制有問 題，承載器結(jié)構(gòu)形變大小不一；基礎(chǔ)高度不一致;基 礎(chǔ)施工工藝控制有問題等。可能測(cè)試結(jié)果會(huì)超出 最大允許誤差,不易推行。

2.3幾種檢測(cè)方法的比較

表1對(duì)各種檢測(cè)方法的適用范圍、使用效果、使 用成本進(jìn)行了比較。

3.今后的工作

3.1立法問題

在R76《非自動(dòng)衡器》國際建議中針對(duì)檢定標(biāo)準(zhǔn) 器的問題,列出三條內(nèi)容:砝碼、輔助檢定裝置、標(biāo)準(zhǔn) 按碼的替代;如果地磅配備輔助檢定裝置,或以單獨(dú) 的輔助裝置檢定時(shí)’則該裝置的最大允許誤差應(yīng)為所 檢載荷最大允許誤差的1/3。而這個(gè)內(nèi)容在 JJG555—1996《非自動(dòng)秤通用檢定規(guī)程》中是沒有的， 這也就是我們要求立法的依據(jù)。在國際建議中，對(duì) “輔助檢定裝置”只有如下解釋:該裝置的最大允許 誤差應(yīng)為所檢載荷最大允許誤差的1/3。那么，我們 前面所講的幾種方法是否可行,是否還有其他方法呢？這就應(yīng)在立法前對(duì)這些方法進(jìn)行測(cè)試篩選。

3.2數(shù)據(jù)測(cè)試

建議在修訂產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程之前，國家有 關(guān)行政管理部門組織有關(guān)專家,針對(duì)幾種采用輔助 檢定裝置檢測(cè)的方法進(jìn)行研究分析，對(duì)行之有效的 方法定出檢定大綱，然后再組織人員進(jìn)行較大范圍 的測(cè)試，在對(duì)此數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后再提交有關(guān)技術(shù)委 員會(huì)研究。

4.結(jié)束語

以上是個(gè)人一點(diǎn)不成熟的想法，與大家交流的 目的是為了拋磚引玉，與同行商榷，集思廣益，使大 型地磅的檢測(cè)工作簡單、便捷,且準(zhǔn)確可靠。